W celu łatwiejszego zrozumienia prądu różnicowego należy rozważyć jeden proces fizyczny. Dlaczego po dotknięciu izolowanej linii przewodzącej prąd nie następuje porażenie prądem? Odpowiedź jest oczywista: izolacja zapobiega przepływowi prądu przez ludzkie ciało. Ale jeśli rdzeń jest odsłonięty, stań na podłożu izolacyjnym i dotknij drutu? Efekt jest ten sam – nie ma porażenia prądem. Podkład zapobiega zwarciu obwodu przez tułów do ziemi.
Pojęcie prądu różnicowego
W naturze nie ma takiego procesu fizycznego jak prąd różnicowy. Pojęcie to jest wielkością wektorową, wyrażoną jako suma prądów występujących w obwodzie, ujęta w wartości skutecznej. Aby pojawił się prąd różnicowy, musi nastąpić proces fizyczny zwany prądem upływowym. Ale konieczne jest spełnienie jednego warunku: obudowa sprzętu, w której pojawił się prąd upływu, musi być podłączona do ziemi. W przeciwnym razie, jeśli ciało nie jest uziemione, wystąpienie prądu upływu nie prowadzi do pojawienia się prądu różnicowego. I wyłącznik różnicowoprądowy (RCD)nie zadziała.
Zależność między prądem różnicowym a prądem upływowym
Gdy prąd upływa w obwodzie, przechodzi do elementów, które mają materiał przewodzący (metalowe obudowy urządzeń, rury grzewcze itp.) z części pod napięciem (obwody elektryczne, przewody). Podczas tych wycieków nie ma zwartych odcinków. A zatem nie ma faktu wadliwego działania obwodu (oczywiste jego uszkodzenie).
Ponieważ prąd różnicowy, wyrażony matematycznie, jest różnicą (w terminach wektorowych) między prądem na wyjściu źródła a prądem za obciążeniem, jasne jest, że jest on prawie identyczny z prądem upływu. Ale jeśli ten ostatni rzeczywiście istnieje w przypadku naruszenia, na przykład, izolacji, wysokiej wilgotności środowiska, przez które może przejść, lub czegoś innego, wtedy prąd różnicowy pojawia się po podłączeniu do ziemi.
Wyzwalające i niewyzwalające prądy różnicowe
Pod prądem roboczym (lub prądem wyłączania) rozumie się taki prąd różnicowy, którego przepływ prowadzi do wyzwolenia VDT w przypadku wycieku w obwodzie.
Prąd, którego przepływ jest dopuszczalny w obwodzie wyłącznika różnicowoprądowego (RCD) i nie powoduje wyzwolenia, nazywany jest różnicowym prądem niewyzwalającym.
W obciążonym obwodzie, w którym działają urządzenia typu impulsowego: prostowniki, dyskretne urządzenia cyfrowe do sterowania mocą - wszystko to jest nowoczesne urządzenia gospodarstwa domowego, występują różnicowe prądy tła. Ale takie prądy nie są prądami zwarciowymi iW takim przypadku obwód elektryczny nie może zostać wyłączony. Dlatego próg RCD dobiera się tak, aby nie reagował na roboczą wartość tła, ale aby wyłączyć prąd upływu przekraczający tę wartość.
RCD lub maszyna różnicowa
W celu ochrony obwodu przed zwarciami doziemnymi o dużych prądach opracowano specjalne wyłączniki. Obwody urządzenia stale testują monitorowany obwód pod kątem wycieków elektrycznych. Gdy tylko suma wartości wektorowych prądów liniowych stanie się większa od zera, a granica czułości urządzenia minie, natychmiast wyłączy obwód. Takie systemy są instalowane zarówno w liniach jednofazowych, jak i trójfazowych.
Charakterystyka wyłączników różnicowych
Różne modyfikacje urządzeń ochronnych różnią się między sobą:
- cechy projektowe;
- widok wycieku prądu;
- ustawienia czułości;
- wydajność.
W zależności od cech konstrukcyjnych istnieją:
- Urządzenia VDT (przełącznik różnicowy), w których nie ma ochrony przed wysokimi prądami. Reagują na prądy upływowe, ale bezpieczniki muszą być połączone szeregowo, aby chronić ich obwody.
- Urządzenie RCBO z automatycznym przełącznikiem typu. Są to uniwersalne urządzenia o podwójnej funkcji - do ochrony przed zwarciami i przeciążeniami, a także kontroli wycieków.
- BDT urządzenie z możliwością podłączenia automatycznego wyzwalacza w punkcie połączenia. Urządzenie przeznaczone do stawuinstalacje z wyłącznikiem. Jego konstrukcja została opracowana w taki sposób, aby umożliwiała tylko jednorazowe połączenie z maszyną.
W zależności od postaci prądów upływowych opracowano grupy zabezpieczeń o następującej modyfikacji:
- AC - urządzenia działające z prądem sinusoidalnym zmiennym. Nie reagują na różnicowe prądy impulsowe występujące w momencie włączenia np. świetlówek, aparatów rentgenowskich, urządzeń do przetwarzania sygnałów informacyjnych, przekształtników tyrystorowych.
- A - urządzenia do ochrony przed stałymi prądami pulsującymi i przemiennymi. Nie rozpoznaj szczytowych wartości upływu pulsujących prądów różnicowych. Pracują w obwodach prostowników typu elektronicznego, regulatorów przemiany fazowo-impulsowej. Zapobiegaj przedostawaniu się pulsującego prądu elektrycznego, który ma składową prądu stałego do ziemi.
- B - systemy pracujące ze zmiennymi, stałymi i pulsującymi prądami upływu.
Pod względem czułości przełącznik różnicowy ma następujące typy:
- Systemy o niskiej czułości, które wyłączają obwód przy pośrednim dotknięciu.
- Systemy o wysokiej czułości. Chronią w przypadku bezpośredniego kontaktu z przewodnikiem.
- Ognioodporne.
Do czasu, w którym urządzenie zacznie działać:
- Działania natychmiastowe.
- Szybkie działanie.
- Dla ogólnychmiejsce docelowe.
- Opóźnione - typ selektywny.
Zabezpieczenia prądowe różnicowego urządzenia selektywnego są w stanie wyłączyć tylko tę część sprzętu, w której doszło do naruszenia.
Jak działa wyłącznik różnicowoprądowy
RCD składa się z rdzenia w postaci pierścienia i dwóch uzwojeń. Te uzwojenia są dokładnie takie same, to znaczy wykonane są z drutu o tym samym przekroju, a liczba zwojów jest identyczna. Prąd przepływa przez jedno uzwojenie w kierunku wejścia obciążenia, a następnie wraca przez obciążenie do drugiego uzwojenia. Ponieważ prąd znamionowy przechodzi w każdym obciążeniu, zsumowane prądy na wejściu i wyjściu, według Kirchoffa, muszą być równe. W efekcie prądy wytwarzają w uzwojeniach identyczne strumienie magnetyczne, skierowane w przeciwnym kierunku. Przepływy te znoszą się wzajemnie, a system pozostaje nieruchomy. Jeśli pojawi się tylko prąd upływu, wówczas pola magnetyczne będą inne, zadziała przekaźnik prądu różnicowego, co doprowadzi do otwarcia styków elektrycznych. Linia elektryczna zostanie całkowicie pozbawiona napięcia.
W stosownych przypadkach urządzenie zabezpieczające przed prądem różnicowym
W nowoczesnym budownictwie i wyposażeniu elektrycznym terenów, a także przy przebudowie stosuje się coraz więcej urządzeń wyłączających prąd różnicowy. Jest to uzasadnione wzrostem bezpieczeństwa działania sieci elektrycznych, a także zmniejszeniem obrażeń. RCD są używane w:
- budynki publiczneprzeznaczenie: instytucje edukacyjne, obiekty kultury, szpitale, kompleksy hotelowe, obiekty sportowe;
- w pojedynczych budynkach mieszkalnych i wielomieszkaniowych: domy, daczy, akademiki, budynki gospodarcze;
- przestrzeń zakupowa, zwłaszcza metalowa;
- budynki administracyjne;
- przedsiębiorstwa przemysłowe.
Opcje schematów połączeń RCD
Zabezpieczenie różnicowoprądowe jest produkowane dla różnej liczby kontrolowanych faz. Istnieją wyłączniki różnicowoprądowe jednofazowe, dwufazowe i trójfazowe.
Jeśli linia jest jednofazowa i musisz podłączyć do niej RCD i pojedynczy wyłącznik, to nie ma zasadniczej różnicy, co umieścić na pierwszym miejscu. Wszystkie te urządzenia są umieszczone na wejściu obwodu. Po prostu wygodniej jest najpierw ustawić maszynę na fazę, a następnie przełącznik prądu różnicowego. Ponieważ obciążenie jest następnie podłączane do obu styków RCD, zamiast fazy, do automatu, a zamiast zera do urządzenia zabezpieczającego.
Jeśli linia główna jest podzielona na kilka linii z obciążeniami, najpierw instalowany jest RCD, a następnie każda linia ma własny wyłącznik. Ważne jest, aby prąd znamionowy, który może przejść RCD, był większy niż prąd wyzwalający maszyny, w przeciwnym razie nie będzie działać w celu ochrony samego urządzenia.
Wniosek
Wszelkie prace związane z organizacją okablowania elektrycznego i systemami ochrony obwodów najlepiej powierzyć profesjonalnym elektrykom! Własnymi rękami możesz montować tylko proste obwody elektryczne i łączącurządzenia ochronne, ściśle przestrzegaj instrukcji. Zwykle każdy kontakt jest odpowiednio oznaczony.
